个子系统提供时钟信号

(CLK)，并可以通过读(RD)、写(WR)、片选(CS)3 个控制信号、32 位的

数据输入总线

(DIN0～DIN31)、32 位的输出数据总线(DOUT0～DOUT31)、32 位的地址总线

(ADDR0～ADDR31)与各个子系统进行读、写操作。对于 APC 子系统，SOC 主要完成 APC
模块和

PWM 模块的系统复位、使能，为 APC 模块、PWM 模块提供时钟，设置 APC 模块的

控制、状态寄存器等功能。

APC 结构是激光功率自动控制系统的主体结构。主要功能有两个：1)完成对 A/D 芯片

的控制，包括

A/D 芯片工作方式的设定(通过设置 A/D 芯片的控制寄存器)、A/D 芯片的控制

信号的产生

(时钟信号 ADCLK、使能信号 ADCS、读控制信号 ADRD、写控制信号 ADWR、并

接收

A/D 转换完成信号 ADINT 和 A/D 转换结果 ADD0～ADD9)；2)对 A/D 转换的结果

(ADD0～ADD9)进行处理，即将采样并转换的激光发射器的输出功率与设置的多级功率进
行比较，区分出功率等级，再将标准等级的功率值与实际采样转换功率值进行比较，并根
据比较结果给出新的

LD 驱动功率值。

PWM 是根据 APC 模块输出的新的 LD 驱动功率值，通过调制方波的占空比来改变输

出的直流分量，经过低通滤波器后得到需要的模拟电压信号，来驱动

LD。使用 PWM 模块

一可以用数字电路设计取代昂贵的

D/A 转换器，二是可以灵活的增加或减少被控制 LD 的

数量。

3 自动激光功率控制设计的 A/D 转换模块设计

本设计中的模

/数转换芯片选用的是 TI 公司生产的 TLV1571 芯片，TLV1571 是一款 10

位单通道模拟输入的模

/数转换器，内部有两个 8 位的控制寄存器 CR0、CR1 来控制 ADC 的

工作模式，包括软件转换或硬件转换开始选择、内部或外部时钟选择、二进制或二进制补码
输出、硬件或软件配置等工作模式。本设计通过将

TLV1571 的两个控制寄存器设置在外部时

钟信号，软件控制转换工作方式，其工作时序如图

4 所示。

当

CS

和

WR 信

号均为低电
平时，写
TLV1571
的控制寄存
器，设置完
TLV1571
的控制寄存
器后，在
WR 的上升沿开始 A/D 采样，采样持续 6 个时钟周期后，自动进行 A/D 转换，转换需要 10
个时钟周期，转换完成后，

INT 变低，通知 FPGAA/D 转换已经完成，同时，将 AD 转换后

的数字信号在

D0～D9 数据总线上准备好，在 RD 信号的下降沿，数据被读入 FPGA 内进

行下一步处理。

TLV1571 的时钟信号 CLK、CS、WR、RD 均由 FPGA 产生。D0～D9 与 FPGA

的

10 个双向 I/O 端口相连，用于完成 TLV1571 两个控制寄存器的设置以及 A/D 转换结果的

传递。图

5 为 TLV1571 与 FPGA 连接电路图。